Государственный университет информационно – коммуникационных технологий Курсовая работа на тему: Кэш-память практическое задание: Дефрагментация диска по предмету: Операционные системы выполнил: группа ИБД-32б Киев-2006 План Теоретическая часть Кэш-память Введение 3 Причины внедрения кэш-памяти 4 Раздел 1 4 Что такое кэш-память? 4 Уровень за уровнем 5 Внутренний кэш 6 Смешанная и разделенная кэш-память 9 Статическая и динамическая память 10 TLB как разновидность кэш-памяти 11 Раздел 2 11 Организация кэш-памяти 11 Стратегия размещения 15 Отображение секторов ОП в кэш-памяти 15 Иерархическая модель кэш-памяти 16 Ассоциативность кэш-памяти 16 Размер строки и тега кэш-памяти 17 Типы подключения кэш-памяти 18 Сегментирование кэш-памяти и быстродействие жестких дисков 19 Увеличение производительности кэш-памяти 21 Зачем увеличивать кэш? 21 Выводы 23 Практическая часть Дефрагментация диска 24 Литература 27 Введение В качестве элементной базы основной памяти в большинстве ЭВМ используются микросхемы динамических ОЗУ, на порядок уступающие по быстродействию центральному процессору. В результате, процессор вынужден простаивать несколько периодов тактовой частоты, пока информация из ИМС памяти установится на шине данных ЭВМ. Если же ОП выполнить на быстрых микросхемах статической памяти, стоимость ЭВМ возрастет весьма существенно. Экономически приемлемое решение этой проблемы возможно при использовании двухуровневой памяти, когда между основной памятью и процессором размещается небольшая, но быстродействующая буферная память или кэш-память. Вместе с основной памятью она входит в иерархическую структуру и ее действие эквивалентно быстрому доступу к основной памяти. Использование кэш-памяти позволяет избежать полного заполнения всей машины быстрой RAM памятью. Обычно программа использует память какой либо ограниченной области, храня нужную информацию в кэш-памяти, работа с которой позволяет процессору обходиться без всяких циклов ожидания. В больших универсальных ЭВМ, основная память которых имеет емкость порядка 1-32 Гбайт, обычно используется кэш-память емкость 1-12 Мбайт, т.е. емкость кэш-память составляет порядка 1/100-1/500 емкости основной памяти, а быстродействие в 5-10 раз выше быстродействия основной памяти. Выбор объема кэш-памяти – всегда компромисс между стоимостными показателями ( в сравнении с ОП ) и ее емкостью, которая должна быть достаточно большой, чтобы среднее время доступа в системе, состоящей из основной и кэш-памяти, определялось временем доступа к последней. Реальная эффективность использования кэш-памяти зависит от характера решаемых задач и невозможно определить заранее, какой объем ее будет действительно оптимальным. Не всякая кэш-память равнозначна. Большое значение имеет тот факт, как много информации может содержать кэш-память. Чем больше кэш-память, тем больше информации может быть в ней размещено, а следовательно, тем больше вероятность, что нужный байт будет содержаться в этой быстрой памяти. Очевидно, что самый лучший вариант - это когда объём кэш-памяти соответствует объёму всей оперативной памяти. В этом случае вся остальная память становится не нужной. Крайне противоположная ситуация - 1 байт кэш-памяти - тоже не имеет практического значения, так как вероятность того, что нужная информация окажется в этом байте, стремится к нулю. В процессе работы такой системы в буферную память копируются те участки ОП, к которым производится обращение со стороны процессора. Выигрыш достигается за счет свойства локальности, ввиду большой вероятности обращения процессором к командам, лежащим в соседних ячейках памяти. Кэш-память, состоящая из...